長梁類鋁合金結(jié)構(gòu)件的數(shù)控加工工藝設(shè)計畢業(yè)論文(留存版)

　　

【正文】 0000 轉(zhuǎn)以上，激振力頻率遠(yuǎn)高于設(shè)備工藝系統(tǒng)固有頻率，通過對薄壁結(jié)構(gòu)件的切削實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)壁厚較大時（≥3mm），基本上不會發(fā)生切削振動，隨著壁厚變薄，振動發(fā)生幾率越來越大。從裝夾方式上，初始的方式采用普通的墊板和壓板進(jìn)行裝夾，普通的墊板不能跟隨結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行有效的支撐，壓板的壓緊力大小、不平均都會影響加工狀態(tài)，造成變形，還會對加工造成干涉，影響加工效率。表層的收縮受里層的牽制，因而表層存在張應(yīng)力，里層存在壓應(yīng)力），并在去除大2mm 塞尺，可入中央電大畢業(yè)設(shè)計(論文)余量材料加工后進(jìn)行充分的時效，釋放掉耦合作用下的殘余應(yīng)力，即可有效消除大部分殘余應(yīng)力，控制變形。當(dāng)?shù)毒哌M(jìn)行切削加工時，會出現(xiàn)‘過切’或‘欠切’現(xiàn)象，從而造成工件表面幾何誤差變形，對于剛性較差的薄壁結(jié)構(gòu)件，裝夾是引起加工變形的一個重要因素。依次針對性尋找解決方案，逐個突破，最終成功解決變形和加工剛性的問題。設(shè)計(論文)的研究成果歸屬學(xué)校所有。整體結(jié)構(gòu)件體積大、剛度差、易變形、加工質(zhì)量和精度很難控制。某型號航空航天器所采用的鋁合金材料的的彈性模量約為70~73MPa，約為鋼的 1/3。切削加工過程引起的應(yīng)力與毛坯制造的殘余應(yīng)力在同一數(shù)量級上，但是只限于加工結(jié)構(gòu)件表面，加工后零件內(nèi)的殘余應(yīng)力釋放導(dǎo)致變形，我們從加工設(shè)備上，選擇工作穩(wěn)定性好的高速切削設(shè)備，主軸轉(zhuǎn)速 20220 轉(zhuǎn)以上，切削速度 8000mm/min以上，軸向切深可達(dá)到 4mm，徑向切深可達(dá)到 50%刀具直徑，并且加工前要對主軸進(jìn)行充足的預(yù)熱，使其達(dá)到平衡狀態(tài)，這里高速主軸熱變形會導(dǎo)致主軸伸長，刀具也會受熱伸長，就會導(dǎo)致工件尺寸超差，故高速主軸預(yù)熱很必要。我們研究的長梁類結(jié)構(gòu)件，毛坯總量約 30kg，圓弧進(jìn)刀中央電大畢業(yè)設(shè)計(論文)而最后的成品重量僅為 ，見下圖圖 八從結(jié)構(gòu)件自身剛度入手，增強(qiáng)剛度抑制一部分變形，在結(jié)構(gòu)件的自身幾何結(jié)構(gòu)上，其不對稱的特征引起的變形，我們通過套材方式及工藝凸臺進(jìn)行結(jié)構(gòu)補(bǔ)充，讓其完整，成為近似對稱結(jié)構(gòu)，即達(dá)到對稱銑削，并且工藝凸臺的增設(shè)可以增強(qiáng)其自身剛度，從而抵消其因不對稱的幾何結(jié)構(gòu)引起應(yīng)力變形，增設(shè)的工藝凸臺如圖九所示，圖 九采用套件的方式，增設(shè)中間的工藝凸臺，讓結(jié)構(gòu)件成為近似對稱的結(jié)構(gòu)，補(bǔ)償半框面一側(cè)沒有的外形面，這樣在外形方向（圖四）的變形將被抵消；并且工藝凸臺會增強(qiáng)結(jié)構(gòu)件自身的剛度，在有凸臺的一面去除大余量過后，會減少腹板方向（圖四）的變形。顫振的產(chǎn)生會是由模態(tài)耦合顫振理論及不同材料、刀具引起切削力變化而產(chǎn)生的顫振等。徑向切深通常選取 50%刀具直徑即可，軸向切深與刀具直徑、切削方式，主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量有關(guān)一般認(rèn)為，引至文獻(xiàn) 【17】 切削速度越高，激振頻率則越高，特別在高速切削情況下，激振頻率遠(yuǎn)高于工藝系統(tǒng)的固有頻率，因此工藝系統(tǒng)振動小。立式和龍門式是使用最廣泛的，這里我們選擇定梁式龍門式五坐標(biāo)高速數(shù)控設(shè)備（圖十四），龍門銑自身穩(wěn)定性好，精度高，設(shè)備震動對被加工結(jié)構(gòu)件影響小。定 梁五坐標(biāo)主軸中央電大畢業(yè)設(shè)計(論文)六、工藝裝夾的方式裝夾在加工中也占據(jù)著很重要的位置，合理有效的裝夾方式，可以有效的增強(qiáng)剛性，抑制震動。中央電大畢業(yè)設(shè)計(論文)第四章 本章小結(jié)隨著現(xiàn)代航空航天器性能要求的不斷提高,許多骨架結(jié)構(gòu)件尤其是主承力結(jié)構(gòu)件(如航空航天器的大梁、隔框、壁板、翼肋等)普遍采用由大型整塊毛坯直接/ 挖空而加工成復(fù)雜槽腔、筋條、凸臺和減輕孔等整體結(jié)構(gòu)件,材料切除量可達(dá) 90%~95%.比如我們選取的此類長梁類結(jié)構(gòu)件，通常包括薄的腹板和由垂直于腹板的薄壁筋板包圍的開放格槽,一般具有單邊特征,如圖三所示,主要采取高強(qiáng)鋁合金預(yù)拉伸厚板加高速銑,因材料性質(zhì)、工件毛坯的初始應(yīng)力狀態(tài)、加工工藝方案及結(jié)構(gòu)件幾何特征導(dǎo)致加工時容易產(chǎn)生明顯的應(yīng)力釋放引起變形和切削振動。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1978【4】王志剛、何寧、武凱等。飛機(jī)鋁合金結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工變形分析與控制。在此設(shè)計者對高曉琴老師表示最由衷的感謝。中國商飛上海飛機(jī)制造有限公司、上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院，2022【9】張晶。長沙：中南大學(xué)出版社。所以要求操作人員要注意觀察刀具加工狀態(tài)，出現(xiàn)問題及時記錄，回饋給工藝人員，工藝人員及時優(yōu)化改進(jìn)工藝方案。粗加工時結(jié)構(gòu)件剛性好，可選擇 R 值大的刀具，精加工時剛性差，就需要選擇 R 值小的刀具，特別是下斷的時候，如果可以，就選 R0 的刀具進(jìn)行切削。精加工，刀具直徑 20mm~16mm，底角 R3，徑向切深可以選取＜2mm，軸向切深3mm，切削進(jìn)給量 6000mm/min。粗加工盡可能選取大直徑刀具，大直徑刀具切削效率高，盡量的去除多的毛坯余量，還要保證足夠的剛性。若加工中產(chǎn)生了振動，刀具與工件間將產(chǎn)生相對位移，會使加工表面產(chǎn)生振痕，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)件的表面質(zhì)量和性能；刀具極易磨損(甚至崩刃) ，嚴(yán)重時甚至使切削加工無法繼續(xù)進(jìn)行；振動中產(chǎn)生的噪音還將危害操作者的身體健康。盡量不采取垂直進(jìn)退刀，減少對工件的作用力；當(dāng)然切削刀具要保持鋒利，良好的切削狀態(tài)。腹板方向變形外形方向變形中央電大畢業(yè)設(shè)計(論文)圖 五第二節(jié) 變形解決的方案一、應(yīng)力方面結(jié)構(gòu)件產(chǎn)生變形的根本原因在于其內(nèi)部的殘余應(yīng)力，而殘余應(yīng)力的產(chǎn)生根本是由于材料內(nèi)各部分有不均勻的形狀和體積變化。圖 二第一章 加工變形影響因素的分析及解決方案第一節(jié) 變形原因的分析大型結(jié)構(gòu)件剛性差，切削力、切削熱及切削振動等均容易導(dǎo)致零件變形，降低加工中央電大畢業(yè)設(shè)計(論文)精度和加工表面質(zhì)量。中央電大畢業(yè)設(shè)計(論文)Abstract The design of the first analysis of the material properties and structure characteristics of aircraft structure aluminum alloy parts, according to the structure characteristic of material properties of aluminum alloy itself and the aluminum alloy parts, the deformation analysis and resonance which may be encountered in cutting the molding process is the main problem, all meet the aluminum alloy aviation structure in cutting molding in the process of the cause and influencing factors of rigid parts caused by the deformation of the reason of resonance. Then the overall processing scheme is determined, and carried on the analysis and solution. According to process setting, determine the processing order, processing equipment, pro